Определить эквивалентное сопротивление цепи, ток i и мощность p, потребляемые цепью, а также токи, напряжение и мощности на каждом и резистров.

Дано:

Масса воды: кг.

Начальная температура воды: .

Начальная температура железа: .

Конечная температура: .

Найти нужно массу железа: - ?

Решение:

1. Теплота, полученная необходимая для нагревания воды от до , равна теплоте, полученной с остывания железа от до . То есть: .

2. Теплота нагревания воды: , где Дж/(кг · °С) - удельная теплоёмкость воды.

3. Теплота остывания железа: , где Дж/(кг · °С) - удельная теплоёмкость железа.

4. Объединяем (1) - (3): .

5. Выразим массу железа из (4): .

Численно получим:

(кг).

ответ: 1,1 кг.

1. P = n k T ; V^2 = 3RT / M => T = MV^2 / 3R 

P = n k M V^2 / 3R => n = 3 R P / k M V^2 = 3*8,31*10^4 / 1,38*10^-23*2*10^-3*64*10^4=24,93*10^4 / 176,64*10^-22 = 0,141*10^26 мол-л/м^3

2. n = N / V; N = m / m0; m0 = M / Na

n = p Na / M = 0,13*6*10^23 / 32*10^-3 = 0,0243*10^26 мол-л/м^3

3. Ek=3/2 * k T; V^2= 3RT / M => T = M V^2 / 3R

Ek = 1,5 k M V^2 / 3R = 1,5*1,38*10^-23*32*10^-3*25*10^4 / 3*8,31 = 1656*10^-22 / 24,93 = 66,425*10^-22 Дж

4. P = 2/3 * Ek n = 2*5*10^-23*16*10^25 / 3 = 53,3*10^2 Па